题目内容
一种称为“质量分析器”的装置如图所示．A表示发射带电粒子的离子源，发射的粒子在加速管B中加速，获得一定速率后于C处进入圆形细弯管（四分之一圆弧），在洛伦兹力作用下发生偏转，然后进入漂移管道D．已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=5.1×10-26kg，初速率可认为是零，经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s，不计重力．求（结果都保留一位有效数字）：（1）加速管B两端的加速电压U．
（2）若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m，为了使磷离子自漂移管道引出，则图中虚线所围正方形区域内匀强磁场的磁感应强度B．
分析：根据离子经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s，结合动能定理列方程求解加速度电压；
根据洛伦兹力提供向心力列方程求磁感应强度．
根据洛伦兹力提供向心力列方程求磁感应强度．
解答：解：（1）对带电粒子在加速过程中应用动能定理：qU=
mv2
解得：U=
=1×105V
（2）对磷离子做匀速圆周运动应用牛顿定律：qBv=m
，解得：B=
=0.9T
答：（1）加速管B两端的加速电压U为1×105V．
（2）若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m，为了使磷离子自漂移管道引出，则图中虚线所围正方形区域内匀强磁场的磁感应强度B为0.9T．
| 1 |
| 2 |
解得：U=
| mv2 |
| 2q |
（2）对磷离子做匀速圆周运动应用牛顿定律：qBv=m
| v2 |
| R |
| mv |
| qR |
答：（1）加速管B两端的加速电压U为1×105V．
（2）若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m，为了使磷离子自漂移管道引出，则图中虚线所围正方形区域内匀强磁场的磁感应强度B为0.9T．
点评：解决本题的关键是找出与“质量分析器”原理对应的物理模型，即：带电粒子在电场中的加速与带电粒子在磁场中的圆周运动，然后采取相应的规律求解即可．
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）一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源，发射的粒子在加速管B中加速，获得一定速率后于C处进入圆形细弯管（四分之一圆弧），在洛伦兹力作用下发生偏转，然后进入漂移管道D。已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=5.1×10-26kg，初速率可认为是零，经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s，不计重力。求（结果都保留一位有效数字）：
